磁流体发电

常规火力发电使用的主要燃料是煤炭，特别是像我们中国这样的煤炭大国，更是以煤炭为主要燃料。在煤炭中含有硫元素，燃烧后会排放出大量的二氧化硫气体，造成严重的空气污染，并导致酸雨。这就需要建造大型净化设备或脱硫设备，因而降低了电站的经济效益。此外，由于在火力发电的能量转换过程中，能量的损失也大大降低了发电的效率，使发电的效率只达40%左右。从理论上讲，43%的效率是现代热力发电的极限。若要提高发电的效率就要另辟途径。这样，许多科学家就自然地想到，能否找到一条“直接发电”的路子呢?由于火力发电主要以煤炭为燃料，所以为了提高发电的效率。科学家在全力研究先进的燃煤发电技术。20世纪50年代以来，人们开始注意到磁流体发电的技术。1959年，美国率先研制成功“阿夫柯1”号磁流体发电机。

磁流体发电也被称做“等离子体发电”，这是一种将热能直接转换成电能的新型发电技术。这种技术的基本原理和传统发电机一样，用导体切割磁力线产生感应电动势。但是，磁流体发电中是用导电流体来代替金属导体的。又由于磁流体发电机的排气温度高，其余热可产生蒸汽以驱动汽轮发电机，这就可以构成磁流体－蒸汽联合循环系统，以提高发电机的效率。导电流体的高温既可以通过矿物燃料燃烧时获得，也可以利用核反应堆的核燃料释放能量获得。用矿物作燃料就形成开环磁流体联合循环发电，利用核反应时就形成闭环磁流体联合循环发电。目前，使用矿物燃料的开环磁流体发电技术是主要的研究对象。

磁流体发电机由燃烧室、发电通道和磁体3部分组成。燃料在燃烧室与氧化剂充分混合燃烧，可以产生3000K的高温等离子燃气，并以800米/秒的速度进入垂直置于磁场中的通道在通道中，导电气流切割磁力线，在垂直于磁场和气流的方向上产生感应电动势。

与常规火力发电技术相比，燃煤磁流体发电技术具有热效率高、用水少、结构简单等优点。由于磁流体发电机没有转动部件，启动较快，可用作大功率短时间的特种电源。磁流体发电机与常规燃煤发电机相比，后者由于受到热机理论的限制，其发电效率不超过40%;而磁流体发电技术中，燃煤磁流体发电的温度达3000K，磁流体一蒸汽联合循环发电系统的早期效率为46%～48%，进行技术改进之后的效率可达55%～60%，约可节约燃料35%。这是一种很有前途的发电技术。